KR20200072890A - 플렉서블 유기발광표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기발광표시장치에 관한 것으로, 특히 플렉서블 OLED 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지하는 동시에 연성기판의 박리 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 플렉서블 유기발광표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 플렉서블 OLED의 연성기판을 폴리이미드로 이루어지는 제 1 및 제 2 박막층과, 제 1 및 제 2 박막층 사이로 층간차폐층이 위치하는 제 1 영역과, 제 1 영역의 가장자리를 두르며 제 1 및 제 2 박막층만이 위치하는 제 2 영역으로 나뉘어 정의함으로써, 연성기판을 통해 외부로부터 수분 및 산소가 플렉서블 OLED 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있어, 플렉서블 OLED의 신뢰성 또한 향상시킬 수 있다.
특히, 연성기판의 박리 현상에 의해 크랙이 발생하는 것 또한 방지할 수 있어, 이를 통해서도 플렉서블OLED 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있어, 플렉서블 OLED의 신뢰성 또한 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 특징은 플렉서블 OLED의 연성기판을 폴리이미드로 이루어지는 제 1 및 제 2 박막층과, 제 1 및 제 2 박막층 사이로 층간차폐층이 위치하는 제 1 영역과, 제 1 영역의 가장자리를 두르며 제 1 및 제 2 박막층만이 위치하는 제 2 영역으로 나뉘어 정의함으로써, 연성기판을 통해 외부로부터 수분 및 산소가 플렉서블 OLED 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있어, 플렉서블 OLED의 신뢰성 또한 향상시킬 수 있다.
특히, 연성기판의 박리 현상에 의해 크랙이 발생하는 것 또한 방지할 수 있어, 이를 통해서도 플렉서블OLED 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있어, 플렉서블 OLED의 신뢰성 또한 보다 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 유기발광표시장치에 관한 것으로, 특히 플렉서블 OLED 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지하는 동시에 연성기판의 박리 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 플렉서블 유기발광표시장치에 관한 것이다.
최근 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 있고, 또한 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 이에 부응하는 여러 가지 다양한 경량 및 박형의 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
다양한 평판표시장치 중에서 유기발광표시장치(Organic light emitting diodes : OLED)는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD)에 사용되는 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.
그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다.
특히, OLED는 유기박막을 이용하여 형성함으로써, 유기박막의 특징인 유연성 및 탄성을 이용하여, 플렉서블 표시장치로 응용할 수 있는 최적의 소재로 관심이 집중되고 있다.
이러한 OLED를 플렉서블 표시장치로 구현하기 위해서, 플라스틱, 박막 금속(metal foil) 등의 플렉서블 재료를 기판으로 사용하게 되는데, 일반적으로 폴리이미드(Polyimide)를 OLED의 기판으로 많이 사용하고 있다.
한편, 이러한 폴리이미드(Polyimide)는 OLED의 제조공정을 견딜만한 내열성은 있으나, 흡습성이 큰 단점을 갖는데, 흡습성이 큰 폴리이미드(Polyimide)를 OLED의 기판으로 사용하는 경우, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터의 소자 성능을 열화시키게 되며, 이는 결국 OLED의 신뢰성을 저하시키게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폴리이미드(Polyimide)를 기판으로 사용하는 OLED의 박막트랜지스터의 소자 성능이 열화되는 것을 방지할 수 있는 플렉서블 OLED를 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이를 통해, 플렉서블 OLED의 신뢰성을 향상시키는 것을 제 2 목적으로 한다.
또한, 플렉서블 OLED의 기판에서의 크랙이 발생하는 것을 방지하여, 크랙에 의해 플렉서블 OLED 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지하는 것을 제 3 목적으로 한다.
이를 통해, 플렉서블 OLED의 박막트랜지스터와 발광다이오드의 신뢰성 및 수명을 향상시키는 것을 제 4 목적으로 한다.
전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제 1 및 제 2 박막층과, 상기 제 1 및 제 2 박막층 사이로 층간차폐층이 위치하는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 가장자리를 따라 정의되며, 상기 제 1 및 제 2 박막층이 위치하는 연성기판과, 상기 연성기판 상의 화소영역에 위치하는 박막트랜지스터와 발광다이오드를 포함하는 플렉서블 유기발광표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 박막층은 폴리이미드로 이루어지며, 상기 층간차폐층은 질화실리콘(SiNx)과 산화실리콘(SiOx)을 포함하는 무기절연물질로 이루어진다.
그리고, 상기 제 2 영역에는 상기 제 1 및 제 2 영역을 나눠 정의하는 길이방향을 따라 제 1 층간차폐패턴이 위치하며, 상기 제 1 층간차폐패턴의 외측으로 제 2 층간차폐패턴이 더욱 위치한다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 층간차폐패턴 중 적어도 하나는 평면상에서 물결무늬(wave)로 이루어지며, 상기 제 1 층간차폐패턴과 마주보는 상기 층간차폐층의 일 가장자리는 평면상에서 물결무늬(wave)로 이루어진다.
이때, 상기 층간차폐층은 다수개의 개구부를 포함하며, 상기 제 2 영역의 폭은 100 ~ 200um이다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 플렉서블 OLED의 연성기판을 폴리이미드로 이루어지는 제 1 및 제 2 박막층과, 제 1 및 제 2 박막층 사이로 층간차폐층이 위치하는 제 1 영역과, 제 1 영역의 가장자리를 두르며 제 1 및 제 2 박막층만이 위치하는 제 2 영역으로 나뉘어 정의함으로써, 연성기판을 통해 외부로부터 수분 및 산소가 플렉서블 OLED 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있어, 플렉서블 OLED의 신뢰성 또한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 연성기판의 박리 현상에 의해 크랙이 발생하는 것 또한 방지할 수 있는 효과가 있어, 이를 통해서도 플렉서블OLED 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있어, 플렉서블 OLED의 신뢰성 또한 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 OLED를 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도.
도 3a는 도 1의 C영역을 개략적으로 확대 도시한 확대도이며, 도 3b는 도 3a의 단면도.
도 4a ~ 4e는 다양한 형상의 층간차폐패턴의 구조를 개략적으로 도시한 평면도.
도 5는 연성기판의 외측으로부터 제 1 및 제 2 박막층 그리고 층간차폐층의 박리력을 측정한 실험결과.
도 6a ~ 6c는 개구부를 갖는 층간차폐층과, 다양한 층간차폐패턴을 포함하는 구조를 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도.
도 3a는 도 1의 C영역을 개략적으로 확대 도시한 확대도이며, 도 3b는 도 3a의 단면도.
도 4a ~ 4e는 다양한 형상의 층간차폐패턴의 구조를 개략적으로 도시한 평면도.
도 5는 연성기판의 외측으로부터 제 1 및 제 2 박막층 그리고 층간차폐층의 박리력을 측정한 실험결과.
도 6a ~ 6c는 개구부를 갖는 층간차폐층과, 다양한 층간차폐패턴을 포함하는 구조를 개략적으로 도시한 평면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 OLED를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 플렉서블 OLED(100)는 투명한 연성기판(110) 상에 박막트랜지스터(DTr, 도 2 참조) 및 박막트랜지스터(DTr, 도 2 참조)와 연결되어 구동되는 발광다이오드(E, 도 2 참조)가 형성된다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 연성기판(110) 상에는 중앙부의 액티브영역(A/A)과 액티브영역(A/A)의 가장자리를 따라 비표시영역(N/A)이 정의되며, 액티브영역(A/A)은 발광다이오드(E, 도 2 참조)이 배치된 영역으로서, 실질적으로 화상이 표시되는 영역을 의미하며, 표시영역(display area)으로 지칭될 수 있다.
액티브영역(A/A) 내에는 다수개의 게이트배선(GL)과 데이터배선(DL)이 서로 교차하여 다수개의 화소영역(P)을 정의하며, 각 화소영역(P)에는 발광다이오드(E, 도 2 참조)와 연결된 박막트랜지스터(DTr, 도 2 참조)가 배치되는데, 박막트랜지스터(DTr, 도 2 참조)는 외부로 위치하는 구동부(미도시)와 연관되어 동작하며, 발광다이오드(E, 도 2 참조)에 제공되는 구동 전류량을 제어하게 된다.
여기서, 액티브영역(A/A)의 가장자리를 두르는 비표시영역(N/A)은 액티브영역(A/A)의 상단부에 패드(130)가 위치하는 패드부(PAD)를 포함하는데, 패드(130)는 FPCB 등과 같은 회로필름(미도시)과 접속되며, 회로필름(미도시)과 배선(131)을 서로 연결시키는 접촉 단자로서 기능한다.
즉, 패드부(PAD)에는 FPCB(flexible printed circuit board) 등과 같은 회로필름(미도시)을 통해 연결된 인쇄회로기판(미도시)이 연결될 수 있는데, 인쇄회로기판(미도시) 상에는 박막트랜지스터(DTr, 도 2 참조)에 구동 신호를 제공하는 데이터 구동부와 게이트 구동부가 실장될 수 있다.
이와 달리 COF(chip-on-film), TCP(tape-carrier-package) 등과 같은 방식으로 회로필름(미도시) 상에 배치되어 연성기판(110)의 패드부(PAD)에 연결될 수 있다.
패드(130)와 액티브영역(A/A) 사이로는 다수의 배선(131)들이 위치하게 되며, 배선(131)들은 패드(130)를 통해 전달되는 다양한 전기적 신호들을 액티브영역(A/A)에 배치된 박막트랜지스터(DTr, 도 2 참조)로 전달하게 된다.
그리고, 액티브영역(A/A) 주변에는 접지배선(GND)이 둘러싸듯이 배치되는데, 외부에서 인가되는 접지전압이 접지배선(GND)으로 공급된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 OLED(100)는 연성기판(110)에 층간차폐층(120)이 더욱 구비되는 것을 특징으로 하며, 특히 층간차폐층(120)은 연성기판(110)의 사이즈 보다 작은 사이즈를 갖도록 형성되어, 연성기판(110)은 층간차폐층(120)을 포함하는 제 1 영역(A)과, 층간차폐층(120)이 구비되지 않는 제 2 영역(B)으로 나뉘어 정의되게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 OLED(100)는 연성기판(110)이 폴리이미드(Polyimide)로 이루어짐에도, 박막트랜지스터(DTr, 도 2 참조)의 소자 성능이 열화되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 플렉서블 OLED(100)의 신뢰성 또한 향상시킬 수 있다.
특히, 연성기판(110)이 층간차폐층(120)을 포함함에도 층간차폐층(120)에 의해 연성기판(110)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 이를 통해 플렉서블 OLED(100) 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것 또한 방지할 수 있다. 따라서 플렉서블 OLED(100)의 박막트랜지스터(DTr, 도 2 참조)와 발광다이오드(E, 도 2 참조)의 신뢰성 및 수명이 저하되는 것 또한 방지할 수 있다.
이에 대해 도 2를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.
설명에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 OLED(100)는 발광된 광의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉘게 되는데, 이하 본 발명에서는 상부 발광방식을 일예로 설명하도록 하겠다.
도시한 바와 같이, 연성기판(110)에는 액티브영역(A/A) 및 비표시영역(N/A)이 정의될 수 있는데, 비표시영역(N/A)은 액티브영역(A/A)의 일측에 위치될 수 있다.
액티브영역(A/A)에는 다수의 화소영역(P)이 배치되어 OLED(100)에서 영상이 표시되는 영역이며, 비표시영역(N/A)은 액티브영역(A/A) 이외의 영역으로서, 화소영역(P)을 구동하기 위한 다양한 회로, 배선 등이 배치되는 영역이다.
여기서, 설명의 편의를 위하여 액티브영역(A/A)의 각 화소영역(P)의 박막트랜지스터(DTr)가 위치하는 영역을 스위칭영역(TrA), 스토리지 커패시터(C1, C2, C3)가 위치하는 영역을 스토리지영역(StgA)으로 정의하며, 비표시영역(N/A)의 패드(130)가 위치하는 영역을 패드영역(PAD)으로 나뉘어 정의하도록 한다.
이러한 연성기판(110) 상부로는 멀티버퍼층(102)이 도포되어 있는데, 멀티버퍼층(102)은 복수 개의 박막들이 연속해서 적층된 버퍼층으로, 예를 들어, 질화실리콘(SiNx)과 산화실리콘(SiOx)이 교대로 적층될 수 있다. 또는 유기막과 무기막이 반복해서 교대로 적층될 수도 있다.
이러한 멀티버퍼층(102)은 연성기판(110)에 침투한 수분 및/또는 산소가 확산되는 것을 지연시키는 역할을 하게 된다.
멀티버퍼층(102) 상부로는 액티브버퍼층(103)이 더욱 위치할 수 있는데, 액티브버퍼층(103)은 박막트랜지스터(DTr)의 액티브층(105)을 보호하기 위한 것으로, 연성기판(110)으로부터 유입되는 다양한 종류의 결함을 차단하는 기능을 수행하게 된다. 이러한 액티브버퍼층(103)은 멀티버퍼층(102)과 동일 물질로 구성될 수 있으며, 비정질 실리콘(amorphous silicon: a-Si) 등으로 형성될 수 있다.
액티브버퍼층(103) 상부의 스위칭영역(TrA)에는 박막트랜지스터(DTr)가 위치하는데, 본 발명의 실시예에 따른 박막트랜지스터(DTr)는 폴리 실리콘 물질을 액티브층(105)으로 하는 박막트랜지스터로서 저온 폴리실리콘(Low Temperature Poly-Silicon; LTPS)을 이용한 LTPS 박막트랜지스터가 사용된다.
폴리실리콘 물질은 이동도가 높아 에너지 소비 전력이 낮고 신뢰성이 우수하다.
즉, 액티브버퍼층(103) 상의 스위칭영역(TrA)에는 액티브층(105)이 배치된다. LTPS 박막트랜지스터(이하, 박막트랜지스터 라 함, DTr)의 액티브층(105)은 박막트랜지스터(105) 구동 시 채널이 형성되는 채널영역(105a), 채널영역(105a) 양 측의 소스영역(105b) 및 드레인영역(105c)을 포함한다.
채널영역(105a), 소스영역(105b) 및 드레인영역(105c)은 이온도핑(불순물 도핑)에 의해 정의된다.
이때, 스토리지영역(StgA)에서는 액티브패턴(151)이 형성되는데, 액티브패턴(151)은 액티브층(105)과 마찬가지로 아몰퍼스 실리콘으로 이루어지며, 불순물이 도핑된다.
이어서, 게이트절연층(106)이 액티브층(105)과 액티브패턴(151) 상부로 배치되는데, 게이트절연층(106)은 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx)의 단일층으로 구성되거나, 질화실리콘(SiNx) 및 산화실리콘(SiOx)으로 이루어진 다중층으로 구성될 수 있다.
스위칭영역(TrA)에 대응하여 게이트절연층(106) 상에는 게이트전극(107)이 액티브층(105)의 채널영역(105a)과 중첩되도록 대응하여 위치하며, 도면에 나타내지 않았지만 일방향으로 연장하는 게이트배선(도 1의 GL)이 형성되어 있다.
그리고, 스토리지영역(StgA)에 있어서는 게이트절연층(106) 상부로 제 1 금속패턴(153)이 액티브패턴(151)에 대응하여 배치된다.
게이트전극(107) 및 게이트배선(도 1의 GL)과 제 1 금속패턴(153)은 동일 물질로 이루어질 수 있는데, 게이트전극(107) 및 게이트배선(도 1의 GL) 그리고 제 1 금속패턴(153)은 저저항 특성을 갖는 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나로 이루어져 단일층 구조를 가질 수 있으며, 또는 둘 이상으로 이루어짐으로써 이중층 또는 삼중 층 구조를 가질 수도 있다.
이어서, 게이트전극(107) 및 게이트배선(도 1의 GL) 그리고 제 1 금속패턴(153) 상부로 제 1 층간절연막(108)이 배치되는데, 제 1 층간절연층(108)은 질화실리콘(SiNx)으로 이루어지도록 하여, 액티브층(105)의 안정화시키기 위한 수소화 공정 시, 질화실리콘(SiNx)으로 이루어지는 제 1 층간절연막(108)에 포함된 수소가 액티브층(105)으로 확산되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 스토리지영역(StgA)에 있어서는 제 1 층간절연막(108) 상부로 제 2 금속패턴(155)이 제 1 금속패턴(153)에 대응하여 배치된다. 제 2 금속패턴(155)은 알루미늄(Al)이나 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 또는 이들의 합금 중 적어도 하나로 이루어질 수 있으며, 단일층 또는 다중층 구조일 수 있다.
제 1 층간절연막(108)과 제 2 금속패턴(155) 상부로는 제 2 층간절연막(109)이 위치하는데, 제 2 층간절연막(109)은 기판(101) 전면에 형성되며, 산화실리콘(SiOx)으로 이루어질 수 있다.
게이트절연층(106)과 제 1 및 제 2 층간절연층(108, 109)에는 액티브층(105)의 소스영역(105b) 및 드레인영역(105c)을 각각 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(111a, 111b)과, 스토리지영역(StgA)의 제 1 금속패턴(153)의 일부를 노출하는 제 3 콘택홀(156)이 구비된다.
이러한 제 1 및 제 2 층간절연층(108, 109) 상의 스위칭영역(TrA)에 대응하여 소스전극(113) 및 드레인전극(115)이 배치되는데, 소스전극(113) 및 드레인전극(115)은 각각 게이트절연층(106)과 제 1 및 제 2 층간절연층(108, 109)에 형성된 제 1 및 제 2 콘택홀(111a, 111b)을 통해 각각 액티브층(105)의 소스영역(105b) 및 드레인영역(105c)에 연결된다.
소스전극(113) 및 드레인전극(115) 또한 저저항 특성을 같는 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리 합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 이루어진다.
그리고, 도면상에 도시하지는 않았지만 게이트배선(도 1의 GL)과 교차하며 화소영역(P)을 정의하는 데이터배선(도 1의 DL)도 형성된다.
이때, 소스전극(113) 및 드레인전극(115)과 이들 전극(113, 115)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(105b, 105c)을 포함하는 액티브층(105)과 액티브층(105) 상부에 위치하는 게이트절연막(106) 및 게이트전극(107)은 구동 박막트랜지스터(Thin film transistor : DTr)를 이루게 된다.
한편, 도면에 나타나지 않았지만, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되는데, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로 이루어진다.
그리고, 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)는 도면에서는 액티브층(105)이 폴리실리콘 반도체층으로 이루어진 탑 게이트 타입을 예로써 보이고 있으나, 액티브층(105)은 산화물반도체층으로 이루어질 수도 있으며, 또는 순수 및 불순물의 비정질실리콘으로 이루어진 보텀 게이트(bottom gate) 타입으로 구비될 수도 있다.
그리고, 액티브층(105) 하부의 액티브버퍼층(103)과 멀티버퍼층(102) 사이로는 하부보호금속(Bottom Shield Metal: 104)이 위치할 수 있는데, 하부보호금속(104)은 몰리브덴(Mo) 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
이러한 하부보호금속(104)은 외부로부터 유입되는 수분으로부터 구동 박막트랜지스터(DTr)의 문턱 전압 등의 소자 특성이 변동되는 것을 억제하는 역할을 하게 된다. 이로써 하부보호금속(104)은 화소영역(P) 간 휘도 불균형에 의한 얼룩, 잔상 등이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 하부보호금속(104)은, 플렉서블 OLED(100) 의 연성기판(110) 형성 공정에서 박막트랜지스터(DTr)가 물리적으로 손상되는 것을 최소화할 수도 있다.
이때, 하부보호금속(104)은 소스전극(113) 및 드레인전극(115) 중 하나와 전기적으로 연결될 수 있는데, 이를 통해, 하부보호금속(104)의 전위가 플렉서블 OLED(100)의 동작 중에 변하거나, 박막트랜지스터(DTr)의 문턱전압(Vth)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
즉, 하부보호금속(104)이 플로팅 상태에 있다면, 각 화소영역(P)에 위치하는 박막트랜지스터(DTr)들의 문턱전압의 쉬프트 양이 다양해질 수 있으며, 이는 의도되지 않은 휘도 변화에 따른 시각적 결함을 야기하게 된다.
본 발명에서는 하부보호금속(104)이 드레인전극(115)과 연결되는 모습을 일예로 도시하였는데, 이와 같이 하부보호금속(104)과 드레인전극(115)이 서로 연결되게 되면, 하부보호금속(104)과 드레인전극(115) 사이에 등전위가 형성되게 된다.
따라서 하부보호금속(104) 및 드레인전극(115) 사이의 전압 차이가, 박막트랜지스터(DTr)의 게이트전극(107)과 소스전극(113) 사이의 전압차 보다 작다면, 하부보호금속(104)에 의한 박막트랜지스터(DTr)의 문턱전압에 미치는 영향이 최소화될 수 있다.
그리고, 스토리지영역(StgA)에 있어서, 제 2 층간절연층(109) 상부로 제 3 금속패턴(157)이 제 2 금속패턴(155)에 대응하여 위치하는데, 제 3 금속패턴(157)은 게이트절연층(106)과 제 1 및 제 2 층간절연층(108, 109)에 형성된 제 3 콘택홀(156)을 통해 제 1 금속패턴(153)과 연결된다.
여기서, 제 1 금속패턴(153)은 제1 스토리지 커패시터(C1)의 제 2 전극(또는 상부전극)이 됨과 동시에 제 2 스토리지 커패시터(C2)의 제 1 전극(또는 하부전극)이 되며, 또한 제 2 금속패턴(155)은 제 2 스토리지 커패시터(C2)의 제 2 전극(또는 상부전극)이 됨과 동시에 제 3 스토리지 커패시터(C3)의 제 1 전극(또는 하부전극)이 된다.
즉, 액티브패턴(151)과 제 1 금속패턴(153) 그리고 액티브패턴(151)과 제 1 금속패턴(153) 사이로 위치하는 게이트절연층(106)은 제 1 스토리지 커패시터(C1)를 이루게 되며, 또한 제 1 금속패턴(153)과 제 2 금속패턴(155) 그리고 제 1 금속패턴(153)과 제 2 금속패턴(155) 사이로 위치하는 제 1 층간절연층(108)은 제 2 스토리지 커패시터(C2)를 이루게 된다. 또한 제 2 금속패턴(155)과 제 3 금속패턴(157) 그리고 제 2 금속패턴(155)과 제 3 금속패턴(157) 사이로 위치하는 제 2 층간절연층(109)은 제 3 스토리지 커패시터(C3)를 이루게 된다.
그리고, 소스전극(113) 및 드레인전극(115)과 제 3 금속패턴(157) 상부로 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(115)을 노출하는 드레인콘택홀(118)을 갖는 보호층(117)이 위치한다.
보호층(117)은 게이트절연층(106) 또는 제 1 및 제 2 층간절연층(108, 109)과 동일 물질로 이루어질 수 있으며, 또는 연성기판(101)의 평탄화를 위하여 유기절연물질로 이루어질 수도 있다.
예를 들어 보호층(117)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolicresin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin), 불포화 폴리에스테르계수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly-phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계수지(polyphenylenesulfides resin) 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene) 중 하나 이상의 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 보호층(117)은 단층으로 형성되거나 이중 혹은 다중 층으로 구성될 수 있다.
이러한 보호층(117)은 연성기판(110) 상의 단차를 충분히 커버할 수 있도록 2um 내지 5um의 두께로 형성될 수 있다.
한편, 보호층(117)은 액티브영역(A/A)을 모두 덮도록 도포되는데, 이러한 보호층(117)은 하부로 위치하는 제 2 층간절연층(109)을 모두 덮지 않도록 하는 것이 바람직하다.
이는, 유기막으로 이루어질 수 있는 보호층(117)은 외부로부터 유입되는 수분 및 공기에 취약하기 때문에, 보호층(117)이 플렉서블 OLED(100)의 외부로 노출되지 않도록 하여, 외부로부터 수분 및 공기가 유기막으로 이루어지는 보호층(117)을 타고 플렉서블 OLED(100) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위함이다.
그리고, 보호층(117)의 외측으로는 댐(140)이 배치될 수 있는데, 댐(140)은 액티브영역(A/A)을 완전히 둘러싸도록 배치된다. 이러한 댐(140)은 플렉서블 OLED(100)의 소자들을 외부에서 침투할 수 있는 입자들(수분 혹은 공기)로부터 보호하기 위한 보호필름(123)의 유기보호필름(123b)이 댐(140) 내부영역 안에 안정되게 위치하도록 제한하는 기능을 한다.
이러한 댐(140)은 보호층(117)과, 뱅크(119) 및/또는 스페이서(121)를 적층하여 형성할 수 있다.
이때, 비표시영역(N/A) 상에 배치된 배선(131)들은 패드영역(PAD)의 패드(130)와 연결을 위해 구비되는데, 배선(131)은 도전성이 우수한 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 배선(131)은 박막트랜지스터(DTr)의 소스전극(113) 또는 드레인전극(115)과 동일한 금속으로 형성될 수 있다.
그러나, 이에 한정되는 것을 아니며, 배선(131)은 박막트랜지스터(DTr)의 게이트전극(107)과 동일한 금속으로 형성될 수도 있다.
이러한 배선(131)이 연결되는 패드영역(PAD)의 패드(130)는 게이트전극(107)과 동일한 금속으로 형성된 제1 패드(133) 및 소스전극(113) 또는 드레인전극(115)과 동일한 금속으로 형성된 제2 패드(135)를 포함한다.
이때, 제 1및 제 2 층간절연층(108, 109)에는 제 1 패드(133)를 노출하는 제 4 콘택홀(136)이 구비되며, 제 4 콘택홀(136)을 통해 제 1 패드(133)와 제 2 패드(135)는 서로 접촉하게 된다.
이때, 액티브버퍼층(103)과, 멀티버퍼층(102) 제1 패드(133)의 하부에 배치되어 연성기판(101)의 하부에서 유입되는 수분 및 산소로부터 제1 패드(133) 및 제2 패드(135)를 보호하도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 보호층(117) 상부로는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(115)과 연결되어 발광다이오드(E)의 양극(anode)을 이루는 애노드전극(211)이 위치한다.
애노드전극(211)은 알루미늄(Al)과 티타늄(Ti)의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄(Al)과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금(Ag/Pd/Cu), 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다.
이러한 애노드전극(211)은 각 화소영역(P) 별로 위치하는데, 각 화소영역(P) 별로 위치하는 애노드전극(211) 사이에는 뱅크(bank : 119)가 위치한다. 즉, 애노드전극(211)은 뱅크(119)를 각 화소영역(P) 별 경계부로 하여 화소영역(P) 별로 분리된 구조를 갖게 된다.
뱅크층(119) 상에는 스페이서(121)가 배치될 수 있는데, 스페이서(121)는 뱅크층(119)을 둘러싸도록 배치되어, 외부 압력으로부터 발광다이오드(E)의 유기발광층(213)을 보호하는 역할을 하게 된다.
스페이서(121)는 뱅크층(119)과 동일한 수지 조성물로 형성될 수 있으며, 각 화소영역(P)으로부터 발산되는 광의 혼색을 방지하도록 광 흡수율이 높은 블랙 스페이서로 구성될 수 있다.
그리고 애노드전극(211)의 상부에 유기발광층(213)이 위치하는데, 유기발광층(213)은 화소영역(P)들에 공통적으로 형성되는 공통층이며, 백색광을 발광하는 백색발광층일 수 있다.
이 경우, 유기발광층(213)은 2스택(stack) 이상의 탠덤 구조로 형성될 수 있다. 스택들 각각은 정공 수송층(hole transporting layer), 적어도 하나의 발광층(light emitting layer), 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 또한, 스택들 사이에는 전하 생성층이 형성될 수 있는데, 전하 생성층은 하부 스택과 인접하게 위치하는 n형 전하생성층과 n형 전하 생성층 상에 형성되어 상부 스택과 인접하게 위치하는 p형 전하 생성층을 포함할 수 있다.
그리고, n형 전하 생성층은 하부 스택으로 전자(electron)를 주입해주고, p형 전하 생성층은 상부 스택으로 정공(hole)을 주입해주게 된다. 이러한 n형 전하 생성층은 전자수송능력이 있는 유기 호스트 물질에 Li, Na, K, 또는 Cs와 같은 알칼리 금속, 또는 Mg, Sr, Ba, 또는 Ra와 같은 알칼리 토금속이 도핑된 유기층일 수 있으며, p형 전하 생성층은 정공수송능력이 있는 유기 호스트 물질에 도펀트가 도핑될 수 있다.
이러한 유기발광층(213)의 상부로는 전면에 캐소드전극(215)이 위치하는데, 캐소드전극(215) 또한 유기발광층(213)과 마찬가지로 화소영역(P)들에 공통적으로 형성되는 공통층으로 이루어질 수 있으며, 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semitransmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다.
캐소드전극(215)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
캐소드전극(215) 상에는 캡핑층(cappinglayer)이 더욱 형성될 수 있다.
이러한 발광다이오드(E)는 선택된 신호에 따라 애노드전극(211)과 캐소드전극(215)으로 소정의 전압이 인가되면, 애노드전극(211)으로부터 주입된 정공과 캐소드전극(215)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(213)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이 될 때 광이 발생되어 외부로 방출된다.
이때, 발광된 광은 투명한 캐소드전극(215)을 통과하여 외부로 나가게 되고, 이를 통해 최종적으로 플렉서블 OLED(100)는 임의의 화상을 구현하게 된다.
그리고, 이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E) 상부에는 얇은 박막필름 형태인 보호필름(123)을 위치시킨 후, 보호필름(123)과 연성기판(110)을 합착함으로써, 플렉서블 OLED(100)는 인캡슐레이션(encapsulation)된다.
여기서, 보호필름(123)은 외부 산소 및 수분이 플렉서블 OLED(100) 내부로 침투하는 것을 방지하기 위하여, 무기보호필름(123a, 123c)을 적어도 2장 적층하여 사용하는데, 이때, 2장의 무기보호필름(123a, 123c) 사이에는 무기보호필름(123a, 123c)의 내충격성을 보완하기 위한 유기보호필름(123b)이 개재되는 것이 바람직하다.
따라서, 플렉서블 OLED(100)는 외부로부터 수분 및 산소가 플렉서블 OLED(100) 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 OLED(100)는 광이 투과되는 보호필름(123)의 상부로 외부광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하기 위한 편광판(160)이 위치할 수 있는데, 즉, 플렉서블 OLED(100)는 화상을 구현하는 구동모드일 때 유기발광층(213)을 통해 발광된 광의 투과방향에 외부로부터 입사되는 외부광을 차단하는 편광판(160)을 위치시킴으로써, 콘트라스트를 향상시키게 된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 OLED(100)는 연성기판(110)이 유연성(flexability)을 갖도록 얇은 박막 필름으로 이루어지는데, 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)과, 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b) 사이로 위치하는 층간차폐층(120)으로 이루어진다.
제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)은 폴리이미드(polyimide)로 이루어지는데, 폴리이미드(polyimide, PI)는 비교적 결정화도가 낮거나 대부분 비결정성 구조를 갖는 고분자로서, 합성이 용이하여 박막형 필름을 만들 수 있으며 경화를 위한 가교기가 필요하지 않은 장점뿐만 아니라 투명성, 강직한 사슬 구조에 의해 뛰어난 내열성과 내화학성, 우수한 기계적 물성, 전기적 특성 및 치수안정성을 갖고 있다.
그러나, 이러한 폴리이미드는 WVTR(water vapor transmission rate)이 수~수십g/m224hr 수준으로 흡습성이 높은 편이다.
따라서, 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)을 폴리이미드로 형성하게 되면, 연성기판(110)을 통해 외부로부터 수분(H2O)이 많이 유입되게 된다. 이때 H2O의H+및 OH- 이온이 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr) 쪽으로 확산되게 되는데, 확산된 이온들은 이동성 전하(mobile charge)로 작용하여 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)의 구동에 문턱전압 등의 영향을 주게 되며, 이에 따라 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)의 소자 성능을 열화시키게 된다.
여기서, 멀티버퍼층(102)이나 액티브버퍼층(103)은 모두 WVTR이 수X10g/m224hr 수준으로, H2O의H+및 OH- 이온의 확산을 막는 데 효과적이지 않기 때문에, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)의 하부, 보다 정확하게는 액티브층(105)의 하부로 하부보호금속(104)을 더욱 형성하여, 수분 및/또는 H2O의H+및 OH- 이온을 차단하고자 하는 것이다.
그러나, 하부보호금속(104)은 금속재질로 이루어짐에 따라 액티브층(105)의 하부에만 부분적으로 패터닝되어 형성되므로, 하부보호금속(104)이 없는 영역에서는 H2O의H+및 OH- 이온이 누적되어 결국 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)의 열화를 초래하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 OLED(100)는 연성기판(110)을 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)으로 나뉘어 형성하고, 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b) 사이로 층간차폐층(120)을 더욱 형성하는 것이다.
층간차폐층(120)은 질화실리콘(SiNx)과 산화실리콘(SiOx) 등과 같은 무기절연물질로 이루어져, 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)을 이루는 폴리이미드 보다 WVTR이 작다.(약 1/1000 이하)
이러한 층간차폐층(120)은 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)의 가장자리 일부(B)를 제외하고 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b) 사이의 전면(A)에 위치하여, 연성기판(110)을 통한 투습을 거의 차단하게 된다.
이때, 층간차폐층(120)이 존재 하지 않는 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)의 가장자리(B)는 접착부로 정의될 수 있는데, 이러한 접착부를 정의하는 층간차폐층(120)을 통해 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블OLED(100)는 플렉서블 OLED(100) 내부로 외부로부터 수분 및 산소가 유입되는 것을 보다 효과적으로 차단할 수 있으면서도, 연성기판(110)의 박리 현상이 발생하는 것 또한 방지할 수 있다.
이를 통해서도, 플렉서블OLED(100) 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있어, 플렉서블 OLED(100)의 신뢰성 또한 보다 향상시킬 수 있다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 플렉서블 OLED(100)의 제조 시에, 공정 수율을 향상시키기 위하여, 대형기판을 이용하여 둘 이상의 플렉서블OLED(100)를 함께 제조한 다음, 둘 이상의 플렉서블 OLED(100)를 개개로 분리하는 과정을 포함하게 된다.
여기서, 대형기판에 함께 제조된 둘 이상의 플렉서블 OLED(100)를 개개로 분리하는 과정은 절단나이프 및 절단레이저 등과 같은 절단수단을 이용하는 것이 일반적인데, 즉, 절단수단을 이용하여 둘 이상의 플렉서블 OLED(100) 사이의 이격부인 스크라이빙 영역을 제거함으로써, 둘 이상의 플렉서블 OLED(100)를 개개로 분리하게 된다.
이때, 플렉서블 OLED(100)는 연성기판(110)이 유연성을 갖도록 폴리이미드로 이루어지는 얇은 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b) 사이로, 외부로부터 수분 및 산소가 유입되는 것을 차단하기 위하여 무기절연물질로 이루어지는 층간차폐층(120)이 더욱 위치하도록 함으로써, 순차적으로 제 1 박막층(110a), 층간차폐층(120) 그리고 제 2 박막층(110b)이 적층되어 위치하는 구성을 갖게 된다.
이러한 연성기판(110)은 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)과 층간차폐층(120) 간의 기계적 물성이 서로 상이할 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)과 층간차폐층(120) 간의 계면 접착력이 약하다.
따라서, 절단수단을 통해 플렉서블 OLED(100)를 개개로 분리하는 과정에서 스크라이빙 영역에서 서로 다른 제 1 및 제2 박막층(110a, 110b)과 층간차폐층(120) 간의 박리 현상이 발생하게 된다.
이와 같이, 발생된 연성기판(110)의 박리 현상은 크랙(crack)으로 작용하게 되고, 크랙은 점차 액티브영역(A/A)으로 전파되게 된다. 그리고 액티브영역(A/A)까지 전파된 크랙은 산소와 수분의 침투 경로가 됨으로써, 플렉서블 OLED(100)의 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)와 발광다이오드(E)의 열화를 가속하게 되고, 이는 결국 플렉서블 OLED(100)의 신뢰도 및 수명을 저하시키게 된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 OLED(100)는 연성기판(110)의 층간차폐층(120)이 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)의 가장자리 일부(B)에서는 제외하고 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b) 사이로 위치하도록 함으로써, 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)이 서로 밀착되는 접착부를 형성하는 것이다.
즉, 층간차폐층(120)은 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)의 가장자리로부터 일정간격 이격하여 위치하도록 함으로써, 연성기판(110)을 제 1 영역(A)과 제 2 영역(B)으로 나뉘어 정의되도록 할 수 있다.
여기서, 제 1 영역(A)은 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)과 층간차폐층(120)이 모두 위치하는 영역으로, 플렉서블 OLED(100)의 액티브영역(A/A) 전면과 액티브영역(A/A)의 가장자리를 두르는 비표시영역(N/A) 일부에 해당하며, 제 2 영역(B)은 제 1 영역(A)의 가장자리를 따라 두르는 영역으로 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)만이 위치하는 영역으로, 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)이 서로 접착된 접착부에 해당하게 된다.
접착부는 기계적 물성이 동일한 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)이 서로 부착 및 접착된 영역으로, 이러한 접착부에서의 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b) 간의 계면 접착력은 매우 높다.
이를 통해 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 OLED(100)는 연성기판(110) 내부로 층간차폐층(120)이 위치하도록 함에 따라, 층간차폐층(120)을 통해 연성기판(110)을 통한 투습을 거의 차단하는 동시에, 또한 접착부를 통해 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)의 계면 접착층을 향상시킴에 따라, 연성기판(110)의 박리 현상이 발생하는 것 또한 방지할 수 있는 것이다.
따라서, 플렉서블 OLED(100) 내부로 외부로부터 수분 및 산소가 유입되는 것을 보다 효과적으로 차단할 수 있으면서도, 연성기판(110)의 박리 현상이 발생하는 것 또한 방지할 수 있어, 이를 통해서도, 플렉서블OLED(100) 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있어, 플렉서블 OLED(100)의 신뢰성 또한 보다 향상시킬 수 있다.
여기서, 제 2 영역(B)의 폭은 특별히 한정되지 않으나, 100 ~ 200um의 폭을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
제 2 영역(B)의 폭이 100um 이하로 형성되는 경우, 실질적으로 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)의 계면 접착력 만으로 연성기판(110)의 박리 현상이 발생하는 것을 최소화하기 어려울 수 있으며, 제 2 영역(B)의 폭이 200um 이상으로 형성되는 경우에는 플렉서블 OLED(100)의 베젤이 증가하게 되거나, 또는 연성기판(110)을 통해 외부로부터 수분 및 산소가 유입되는 것을 완전히 차단하기 어려울 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 OLED(100)는 유연성을 갖는 연성기판(110)을 폴리이미드로 이루어지는 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)과, 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b) 사이로 층간차폐층(120)으로 이루어지도록 함으로써, 연성기판(110)을 통해 외부로부터 수분 및 산소가 플렉서블 OLED(100) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있어, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)의 소자 성능이 열화되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 플렉서블 OLED(100)의 신뢰성 또한 향상시킬 수 있다.
특히, 연성기판(110)이 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)과 층간차폐층(120)의 3중층으로 이루어지는 제 1 영역(A)과, 제 1 영역(A)의 가장자리를 따라 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)의 2중층으로 이루어지는 제 2 영역(B)으로 나뉘어 정의되도록 함으로써, 연성기판(110)의 박리 현상에 의해 크랙이 발생하는 것 또한 방지할 수 있다.
따라서, 플렉서블 OLED(100) 내부로 외부로부터 수분 및 산소가 유입되는 것을 보다 효과적으로 차단할 수 있으면서도, 연성기판(110)의 박리 현상이 발생하는 것 또한 방지할 수 있어, 이를 통해서도, 플렉서블OLED(100) 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있어, 플렉서블 OLED(100)의 신뢰성 또한 보다 향상시킬 수 있다.
도 3a는 도 1의 C영역을 개략적으로 확대 도시한 확대도이며, 도 3b는 도 3a의 단면도이다.
그리고 도 4a ~ 4e는 다양한 형상의 층간차폐패턴의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 5는 연성기판의 외측으로부터 제 1 및 제 2 박막층 그리고 층간차폐층의 박리력을 측정한 실험결과이며, 도 6a ~ 6c는 개구부를 갖는 층간차폐층과, 다양한 층간차폐패턴을 포함하는 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이, 액티브영역(도 2의 A/A)과, 액티브영역(도 2의 A/A)의 가장자리를 두르는 비표시영역(도 2의 N/A)의 일부에 정의되는 제 1 영역(A)에는 제 1 및 제 2 박막층(도 110a, 110b)과 층간차폐층(120)이 위치하도록 하고, 제 1 영역(A)의 가장자리를 두르는 제 2 영역(B)에는 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)만이 위치하도록 하는데, 이때 제 2 영역(B)에 층간차폐패턴(120a)을 더욱 형성할 수 있다.
이와 같이, 층간차폐패턴(120a)을 더욱 형성함으로써, 제 2 영역(B)에서의 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)의 계면 접착력을 보다 향상시킬 수 있으면서도 연성기판(110)을 통한 외부로부터 수분 및 산소가 플렉서블 OLED(도 2의 100) 내부로 유입되는 것을 보다 효과적으로 차단할 수 있다.
여기서, 층간차폐패턴(120a, 120b)은 도 4a에 도시한 바와 같이 2개가 나란하게 구비될 수도 있으며, 또는 도 4b에 도시한 바와 같이 연성기판(110)의 최외각에 위치하는 제 2 층간차폐패턴(120b)이 평면적으로 지그재그 또는 물결무늬(wave)로 이루어지도록 형성할 수도 있으며, 도 4c에 도시한 바와 같이 층간차폐층(120)과 연성기판(110)의 최외각에 위치하는 제 2 층간차폐패턴(120b) 사이로 위치하는 제 1 층간차폐패턴(120a)을 평면적으로 지그재그 또는 물결무늬로 이루어지도록 형성할 수도 있다.
또한 도 4d에 도시한 바와 같이 제 1 및 제 2 층간차폐패턴(120a, 120b)이 모두 평면적으로 지그재그 또는 물결무늬로 이루어지도록 형성할 수도 있으며, 도 4e에 도시한 바와 같이 제 1 층간차폐패턴(120a)과 인접한 층간차폐층(120)의 일 가장자리 또한 모두 평면적으로 지그재그 또는 물결무늬로 이루어지도록 형성할 수 있다.
여기서, 층간차폐패턴(120a, 120b)을 평면적으로 지그재그 또는 물결무늬로 형성하게 되는 경우, 제 2 영역(B)에서도 연성기판(110)을 통한 외부로부터 수분 및 산소가 플렉서블 OLED(도 2의 110) 내부로 유입되는 것을 보다 효과적으로 차단할 수 있으면서도, 제 1 및 제2 박막층(110a, 110b)이 서로 접착되는 면적을 보다 넓힐 수 있어, 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)의 접착력을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
여기서 첨부한 도 5의 그래프는, 연성기판(110)의 외측으로부터 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b) 그리고 층간차폐층(120)의 박리력을 측정한 실험결과로, 별도의 영역이 정의되지 않은 일반적인 플렉서블 OLED의 기판과, 본 발명의 실시예에 따른 연성기판(110)을 100mm(L) ×10mm(W) 크기로 재단한 후, 제 2 박막층(110b)을 칼로 박리시켜 잡아당기는 힘을 특정하였다.
가로축은 박리를 가하는 방향에서부터의 거리를 나타내며, 세로축은 박리력을 나타내는데, Sample 1은 별도의 영역이 정의되지 않은 일반적인 플렉서블 OLED의 기판을 나타내며, Sample 2는 본 발명의 실시예에 따라 제 1 영역(A)에 층간차폐층(120)이 구비되며, 제 2 영역(B)에는 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b) 만이 위치하는 구성을 나타낸다.
그리고 Sample 3은 제 1 영역(A)에 층간차폐층(120)이 구비되며, 제 2 영역(B)에 1개의 층간차폐패턴(120a)이 구비된 구성을 나타내며, Sample 4는 제 1 영역(A)에 층간차폐층(120)이 구비되며, 제 2 영역(B)에 2개의 층간차폐패턴(120a, 120b)이 구비된 구성을 나타낸다.
그래프를 참조하면, Sample 1은 특정한 박리력 없이 제 2 박막층(110b)이 박리되는 것을 확인할 수 있으나, Sample 2를 살펴보면 제 2 박막층(110b)을 박리하는 과정에서 일부 영역에서 힘이 측정되는 것을 확인할 수 있다.
여기서, Sample 2의 힘이 측정되는 영역은 제 1 영역(A)과 제 2 영역(B)의 경계에 해당한다.
이는, 본 발명의 실시예와 같이 연성기판(110)을 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)과 층간차폐층(120)으로 이루어지는 제 1 영역(A)과 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)만이 위치하는 제 2 영역(B)으로 나뉘어 정의함으로써, 연성기판(110)을 박리하는데 제 1 영역(A)과 제 2 영역(B)의 경계에서 큰 힘을 필요로 하게 됨을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 연성기판(110)은 박리 현상이 발생하는 것을 보다 최소화할 수 있는 것이다.
또한, Sample 3과 Sample 4를 살펴보면 제 2 영역(B)에 층간차폐패턴(120a, 120b)이 더욱 위치되도록 하는 경우에는 제 2 박막층(110b)을 박리하기 위해서는 매우 큰 힘이 더욱 필요로 함을 확인할 수 있으며, 이를 통해 층간차폐패턴(120a, 120b)을 더욱 위치시킴으로써 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)의 접착력이 보다 향상됨을 확인할 수 있다.
또한, 도 6a에 도시한 바와 같이 제 1 영역(A)에 위치하는 층간차폐층(120)에 다수개의 개구부(120c)를 갖도록 형성하는 것도 가능한데, 이와 같이 층간차폐층(120)이 다수개의 개구부(120c)를 갖도록 형성하는 경우 층간차폐층(120)의 개구부(120c) 영역에서 제 1및 제 2 박막층(110a, 110b)이 접착되도록 할 수 있어, 연성기판(110)의 박리 현상이 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 도 6b와 도 6c에 도시한 바와 같이 제 1 영역(A)에서는 층간차폐층(120)이 다수개의 개구부(120c)를 갖도록 형성하고, 제 2 영역(B)에서는 층간차폐패턴(120a, 120b)을 더욱 형성함으로써, 연성기판(110)을 통한 외부로부터 수분 및 산소가 플렉서블 OLED(도 2의 100) 내부로 유입되는 것을 보다 효과적으로 차단할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 OLED(도 2의 100)는 유연성을 갖는 연성기판(110)을 폴리이미드로 이루어지는 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)과, 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b) 사이로 층간차폐층(120)으로 이루어지도록 함으로써, 연성기판(110)을 통해 외부로부터 수분 및 산소가 플렉서블 OLED(도 2의 100) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있어, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(도 2의 미도시, DTr)의 소자 성능이 열화되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 플렉서블 OLED(도 2의 100)의 신뢰성 또한 향상시킬 수 있다.
특히, 연성기판(110)이 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)과 층간차폐층(120)의 3중층으로 이루어지는 제 1 영역(A)과, 제 1 영역(A)의 가장자리를 따라 제 1 및 제 2 박막층(110a, 110b)의 2중층으로 이루어지는 제 2 영역(B)으로 나뉘어 정의되도록 함으로써, 연성기판(110)의 박리 현상에 의해 크랙이 발생하는 것 또한 방지할 수 있다.
따라서, 플렉서블 OLED(도 2의 100) 내부로 외부로부터 수분 및 산소가 유입되는 것을 보다 효과적으로 차단할 수 있으면서도, 연성기판(110)의 박리 현상이 발생하는 것 또한 방지할 수 있어, 이를 통해서도, 플렉서블OLED(도 2의 100) 내부로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있어, 플렉서블 OLED(도 2의 100)의 신뢰성 또한 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
102 : 멀티버퍼층, 103 : 액티브버퍼층, 104 : 하부보호금속
105 : 액티브층(105a : 채널영역, 105b : 소스영역, 105c : 드레인영역)
106 : 게이트절연층
107 : 게이트전극, 108, 109 : 제 1 및 제 2 층간절연막
110 : 연성기판(110a, 110b ; 제 1 및 제 2 박막층, 120 : 층간차폐층)
111a, 111b : 제 1 및 제 2 콘택홀
113 : 소스전극, 115 : 드레인전극
117 : 보호층, 119 : 격벽
121 : 스페이서,
123 : 보호필름(123a, 123c : 무기보호필름, 123b : 유기보호필름)
130 : 패드(133, 135 : 제 1 및 제 2 패드, 136 : 제 4 콘택홀)
131 : 배선, 140 : 댐
151 : 액티브패턴, 153 : 제 1 금속패턴, 155 : 제 2 금속패턴, 156 : 제 3 콘택홀, 157 : 제 3 금속패턴
160 : 편광판
105 : 액티브층(105a : 채널영역, 105b : 소스영역, 105c : 드레인영역)
106 : 게이트절연층
107 : 게이트전극, 108, 109 : 제 1 및 제 2 층간절연막
110 : 연성기판(110a, 110b ; 제 1 및 제 2 박막층, 120 : 층간차폐층)
111a, 111b : 제 1 및 제 2 콘택홀
113 : 소스전극, 115 : 드레인전극
117 : 보호층, 119 : 격벽
121 : 스페이서,
123 : 보호필름(123a, 123c : 무기보호필름, 123b : 유기보호필름)
130 : 패드(133, 135 : 제 1 및 제 2 패드, 136 : 제 4 콘택홀)
131 : 배선, 140 : 댐
151 : 액티브패턴, 153 : 제 1 금속패턴, 155 : 제 2 금속패턴, 156 : 제 3 콘택홀, 157 : 제 3 금속패턴
160 : 편광판
Claims (9)
- 제 1 및 제 2 박막층과, 상기 제 1 및 제 2 박막층 사이로 층간차폐층이 위치하는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 가장자리를 따라 정의되며, 상기 제 1 및 제 2 박막층이 위치하는 연성기판과;
상기 연성기판 상의 화소영역에 위치하는 박막트랜지스터와 발광다이오드
를 포함하는 플렉서블 유기발광표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 박막층은 폴리이미드로 이루어지는 플렉서블 유기발광표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 층간차폐층은 질화실리콘(SiNx)과 산화실리콘(SiOx)을 포함하는 무기절연물질로 이루어지는 플렉서블 유기발광표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 영역에는 상기 제 1 및 제 2 영역을 나눠 정의하는 길이방향을 따라 제 1 층간차폐패턴이 위치하는 플렉서블 유기발광표시장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 층간차폐패턴의 외측으로 제 2 층간차폐패턴이 더욱 위치하는 플렉서블 유기발광표시장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 층간차폐패턴 중 적어도 하나는 평면상에서 물결무늬(wave)로 이루어지는 플렉서블 유기발광표시장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 층간차폐패턴과 마주보는 상기 층간차폐층의 일 가장자리는 평면상에서 물결무늬(wave)로 이루어지는 플렉서블 유기발광표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 층간차폐층은 다수개의 개구부를 포함하는 플렉서블 유기발광표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 영역의 폭은 100 ~ 200um인 플렉서블 유기발광표시장치.
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